KR102236247B1

KR102236247B1 - 디팔렛타이징 로봇의 핸드

Info

Publication number: KR102236247B1
Application number: KR1020190081797A
Authority: KR
Inventors: 이문종
Original assignee: 이문종
Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2021-04-02
Also published as: KR20210006037A

Abstract

본 발명은 디플렛타이징 로봇의 핸드에 관한 것으로, 특히 박스의 외측에서 홀딩하여 디팔렛타이징하되, 박스를 들어올리는 시점에서 인접하는 박스가 존재하지 않는 박스의 일측만을 홀딩할 수 있도록 구성함으로써, 박스 내 제품의 손상을 방지할 수 있고, 인접하는 박스들을 건드리지 않고 안정적으로 디팔렛타이징이 수행될 수 있도록 하는 디팔렛타이징 로봇의 핸드에 관한 것이다.
본 발명인 디팔렛타이징 로봇의 핸드를 이루는 구성수단은, 디팔렛타이징 로봇의 핸드에 있어서, 디팔렛타이징 로봇의 암에 연결되는 베이스 프레임, 상기 베이스 프레임의 일측에 연결되어 박스의 일측을 밀착 지지하는 일측 측면 지지 클램프,상기 일측 측면 지지 클램프로부터 돌출 형성되되, 상기 일측 측면 지지 클램프가 상기 박스의 일측을 밀착 지지할 때 상기 박스에 형성되는 삽입 홀에 삽입되는 삽입 돌기, 상기 베이스 프레임에 결합되되, 상기 삽입 돌기가 상기 박스의 삽입 홀에 삽입된 상태에서 상기 삽입 홀이 형성된 상기 박스의 일측 상측부를 하측 방향으로 가압 고정하는 가압 고정 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

디팔렛타이징 로봇의 핸드{Hand of Depalletizing robot}

본 발명은 디플렛타이징 로봇의 핸드에 관한 것으로, 특히 박스의 외측에서 홀딩하여 디팔렛타이징하되, 박스를 들어올리는 시점에서 인접하는 박스가 존재하지 않는 박스의 일측만을 홀딩할 수 있도록 구성함으로써, 박스 내 제품의 손상을 방지할 수 있고, 인접하는 박스들을 건드리지 않고 안정적으로 디팔렛타이징이 수행될 수 있도록 하는 디팔렛타이징 로봇의 핸드에 관한 것이다.

산지에서 수확한 농산물 등의 제품이 플라스틱 케이스에 해당하는 박스에 담겨서 물류 센터 등의 각 집하장으로 이송되면, 종류 또는 품질에 따라 자동화 컨베이어 라인에서 선별 공정을 받기 위하여 각각의 팔렛트(palette) 단위로 하역된 후 박스 단위로 자동화 선별 라인으로 공급된다.

이 경우, 상기 박스의 무게와 높이 안정성 등의 이유로 수작업하기에는 문제가 있기 때문에 디팔렛타이(De-Palletizing)징 로봇이 하역 작업과 동시에 지정된 콘베이어 라인에 자동으로 박스를 공급해주는 동작을 수행한다.

상기 디팔렛타이징 로봇은 통상 암과 이 암에 연결되는 핸드로 구성되고, 상기 핸드를 이용하여 상기 박스를 홀딩하고 상기 핸드에 연결된 암을 구동하여 상기 박스를 팔렛트로부터 콘베이어 라인으로 이동시켜 공급하게 된다. 이와 같은, 기존의 디팔렛타이징 로봇은 박스를 홀딩할 때 핸드가 박스의 안쪽으로 들어가 박스를 홀딩하는 동작을 수행한다.

그런데, 이와 같이, 디팔렛타이징 로봇의 핸드가 박스의 내측으로 들어가서 박스를 홀딩하게 되면, 박스에 채워지는 제품에 손상을 가할 수 있는 문제점이 발생한다. 따라서, 박스 내의 제품에 손상을 가하지 않고 박스를 홀딩할 수 있는 디팔렛타이징 로봇의 핸드를 제안할 필요가 있다. 더 나아가 팔렛트 상에 인접하는 박스들이 서로 간격이 없이 견고하고 안정적으로 인접 배치된 상태에서 박스를 인접하는 박스를 건드리지 않고 안정적으로 디팔렛타이징을 수행할 수 잇는 디팔렛타이징 로봇의 핸드를 제안할 필요가 있다.

대한민국 등록실용신안 20-0406443호(이하, "선행기술문헌"이라 함)는 다양한 작업물의 파지를 수행하는 그립퍼 및 이 그립퍼와 별도의 결합구 없이 간지용 핸들링 툴과의 간이 체인저 기능을 구비토록 하는 다기능 로봇핸드를 제공함에 있다.

그러나, 이와 같은 선행기술문헌은 단지 다기능 로봇 핸드의 구조를 제안하고 있을 뿐, 박스를 들어올리는 시점에서 인접하는 박스가 존재하지 않는 박스의 일측면만을 홀딩하여 들어올릴 수 있는 구조에 대해서는 전혀 제안하지 못하고 있다.

대한민국 등록실용신안 20-0406443호(공고일자 : 2006년 01월 23일, 고안의 명칭 : 간이 툴 체인저 기능을 구비하는 다기능 로봇 핸드)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 박스의 외측에서 홀딩하여 디팔렛타이징하되, 박스를 들어올리는 시점에서 인접하는 박스가 존재하지 않는 박스의 일측만을 홀딩할 수 있도록 구성함으로써, 박스 내 제품의 손상을 방지할 수 있고, 인접하는 박스들을 건드리지 않고 안정적으로 디팔렛타이징이 수행될 수 있도록 하는 디팔렛타이징 로봇의 핸드를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 디팔렛타이징 로봇의 핸드를 이루는 구성수단은, 디팔렛타이징 로봇의 핸드에 있어서, 디팔렛타이징 로봇의 암에 연결되는 베이스 프레임, 상기 베이스 프레임의 일측에 연결되어 박스의 일측을 밀착 지지하는 일측 측면 지지 클램프,상기 일측 측면 지지 클램프로부터 돌출 형성되되, 상기 일측 측면 지지 클램프가 상기 박스의 일측을 밀착 지지할 때 상기 박스에 형성되는 삽입 홀에 삽입되는 삽입 돌기, 상기 베이스 프레임에 결합되되, 상기 삽입 돌기가 상기 박스의 삽입 홀에 삽입된 상태에서 상기 삽입 홀이 형성된 상기 박스의 일측 상측부를 하측 방향으로 가압 고정하는 가압 고정 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 베이스 프레임의 타측에 연결되되, 상기 가압 고정 수단에 의하여 상기 박스의 일측 상측부가 가압 고정된 상태에서 상기 박스의 타측을 밀착 지지하는 타측 측면 지지 클램프를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 박스를 모두 디팔렛타이징한 후 남은 팔렛트를 이동시켜 수거할 수 있도록 하는 팔렛트 수거 수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 한다.

상기와 같은 과제 및 해결 수단을 가지는 본 발명인 디플렛타이징 로봇의 핸드에 의하면, 박스의 외측에서 홀딩하여 디팔렛타이징하되, 박스를 들어올리는 시점에서 인접하는 박스가 존재하지 않는 박스의 일측만을 홀딩할 수 있도록 구성하기 때문에, 박스 내 제품의 손상을 방지할 수 있고, 인접하는 박스들을 건드리지 않고 안정적으로 디팔렛타이징이 수행될 수 있도록 하는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 디팔렛타이징 로봇의 사용 태양을 보여준다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드의 실물 사진을 보여준다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드를 이용한 팔렛트 수거 과정을 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드를 이용하여 디팔렛타이징되는 박스의 구조를 보여준다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드의 사시도이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드를 통해 박스를 디팔렛타이징하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드를 통해 팔렛트를 수거하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 디팔렛타이징 로봇의 사용 태양을 보여주고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드의 실물 사진을 보여주고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드를 이용한 팔렛트 수거 과정을 보여주고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드를 이용하여 디팔렛타이징되는 박스의 구조를 보여주며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)는 디팔렛타이징 로봇의 암(300)과 함께 디팔렛타이징 로봇(500)을 구성한다. 상기 디팔렛타이징 로봇(500)은 제품이 들어 있는 박스(1)를 팔렛트(7) 상으로부터 들어올려서 콘베이어 라인으로 이송 공급하는 동작을 수행하고, 상기 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)는 상기 박스(1)를 홀딩하는 동작을 수행한다.

본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)는 베이스 프레임(10), 일측 측면 지지 클램프(30), 삽입 돌기(31) 및 가압 고정 수단(50)을 포함하여 구성된다. 추가적으로 타측 측면 지지 클램프(40), 타측 클램프 구동 수단(70) 및 팔렛트 수거 수단(90)을 더 포함하여 구성된다.

상기 베이스 프레임(10)은 상기 디팔렛타이징 로봇의 암(300)에 연결된다. 구체적으로, 상기 베이스 프레임(10)은 연결 블록(11)을 통해 상기 디팔렛타이징 로봇의 암(300)에 회전 가능하게 결합된다. 따라서, 상기 베이스 프레임(10)은 상기 디팔렛타이징 로봇의 암(300)에 대해 회전될 수 있고, 이를 통해 본 발명에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)는 용이하게 박스(1)를 홀딩, 이송, 콘베이어 라이에 공급할 수 있다.

상기 일측 측면 지지 클램프(30)는 상기 베이스 프레임(10)의 일측에 연결되어 박스(1)의 일측을 밀착 지지하는 동작을 수행한다. 상기 일측 측면 지지 클램프(30)는 판 형상으로 이루어져 팔렛트(7) 상에 가로 세로로 적재되어 있는 박스(1)를 홀딩하는 과정에서 박스(1)의 일측면을 접촉하여 밀착 지지하는 동작을 수행한다.

상기 일측 측면 지지 클램프(30)는 박스(1)의 일측면을 대부분 덮을 수 있는 면적을 가지는 것이 바람직하고, 반드시 홀딩하여 이송할 박스(1)의 면들 중, 인접하고 있는 박스가 없는 면을 밀착 지지하는 동작을 수행한다. 따라서, 상기 일측 측면 지지 클램프(30)는 인접하는 박스의 간섭 없이 상기 박스(1)의 일측면을 밀착 지지할 수 있다.

그런데, 상기 일측 측면 지지 클램프(30)는 상기 박스(1)의 일측만을 밀착 지지할 수 있을 뿐, 박스(1)를 완전히 홀딩할 수는 없다. 이를 위하여 본 발명에서는 상기 일측 측면 지지 클램프(30)에 삽입 돌기(31)를 형성시키고, 상기 박스(1)의 일측 상측부를 가압 고정할 수 있는 가압 고정 수단(50)을 포함한다.

상기 삽입 돌기(31)는 상기 일측 측면 지지 클램프(30)로부터 돌출 형성되되, 상기 일측 측면 지지 클램프(30)가 상기 박스(1)의 일측을 밀착 지지할 때 상기 박스(1)에 형성되는 삽입 홀(3)에 삽입된다.

상기 삽입 돌기(31)는 상기 일측 측면 지지 클램프(30)의 내측면, 즉 상기 박스(1)의 일측면을 밀착 지지하는 면에 돌출 형성된다. 상기 삽입 돌기(31)는 상기 일측 측면 지지 클램프(30)가 상기 박스(1)의 일측면을 밀착 지지할 때 간섭이 없어야 한다. 이를 위하여 상기 삽입 돌기(31)는 상기 일측 측면 지지 클램프(30)가 상기 박스(1)의 일측면을 밀착 지지할 때 상기 박스(1)의 면, 특히 일측면에 형성되는 삽입 홀(3)에 삽입된 상태를 유지한다. 상기 삽입 돌기(31)는 상기 박스(1)의 삽입 홀(3)에 삽입되어 상기 박스(1)가 들어올려질 때 상기 박스(1)를 지지하는 동작을 수행한다.

본 발명에 적용되는 박스(1)는 도 4에 도시된 바와 같이, 박스(1)의 면, 특히 적어도 상기 일측 측면 지지 클램프(30)에 의하여 밀착 지지되는 상기 박스의 일측면에 삽입 홀(3)을 구비하고 있다.

상기와 같이 박스(1)에 형성되는 삽입 홀(3)에 상기 삽입 돌기(31)가 삽입되어 걸린 상태에서도 역시 상기 박스(1)는 들어올려질 수 있는 상태가 아니다. 상기 박스(1)가 고정되어 들어올려질 수 있도록 하기 위하여 상기 가압 고정 수단(50)이 상기 박스의 상측부를 가압 고정하는 동작을 수행한다.

상기 가압 고정 수단(50)은 상기 베이스 프레임(10)에 결합되되, 상기 삽입 돌기(31)가 상기 박스(1)의 삽입 홀(30)에 삽입된 상태에서 상기 삽입 홀(3)이 형성된 상기 박스(1)의 일측 상측부를 하측 방향으로 가압 고정하는 동작을 수행한다. 상기 가압 고정 수단(50)은 반드시 상기 삽입 돌기(31)가 상기 박스(1)의 삽입 홀(3)에 삽입된 상태에서 상기 삽입 홀(3)이 형성된 박스의 일측 상측부, 구체적으로 상기 삽입 홀(3)이 형성되는 면의 상측부를 하측 방향으로 가압하여 고정하는 동작을 수행한다.

상기 삽입 돌기(31)가 상기 박스(1)의 삽입 홀(3)에 삽입되어 지지하고, 상기 가압 고정 수단(50)이 박스의 일측 상측부를 하측 방향으로 가압 고정하기 때문에, 상기 박스(1)는 들어올려질 수 있는 상태로 홀딩된다. 따라서, 이 상태에서 상기 박스(1)는 들어올려져서 이송되어 콘베이어 라인으로 공급될 수 있다.

상기 가압 고정 수단(50)은 제2 실린더(51), 제2 구동 로드(53) 및 가압 고정 블록(55)을 포함하여 구성된다. 상기 제2 실린더(51)는 상기 베이스 프레임(10)의 일측에 고정 장착되어 전후진 구동력을 발생시킨다. 상기 제2 실린더(51)의 전후진 구동력에 의해 상기 제2 구동 로드(53)는 전후진 이동(도면 상에서는 상하 방향 이동)을 할 수 있다. 상기 제2 구동 로드(53)의 말단에는 가압 고정 블록(55)이 결합된다. 따라서 상기 가압 고정 블록(55)은 상기 제2 구동 로드(53)의 전후진 이동에 따라 함께 전후진 이동할 수 있고, 이 과정에서 상기 박스(1)의 일측 상측부를 가압 밀착한 상태를 유지하거나 가압 밀착을 해제한 상태를 유지할 수 있다.

상기 가압 고정 수단(50)은 상기 일측 측면 지지 클램프(30)가 상기 박스의 일측면을 밀착 지지하도록 이동하여 상기 삽입 돌기(31)가 상기 삽입 홀(3)에 삽입된 상태에서 상기 박스(1)의 일측 상측부를 가압 밀착하여 고정할 수 있도록 구동되고, 콘베이어 라인 상에 박스를 공급하기 위하여 내려놓는 과정에서 상기 박스(1)의 일측 상측부에 대한 가압을 해제하는 상태가 되도록 구동된다.

상기 가압 고정 수단(50)은 상기 박스(1)의 일측 상측부를 견고하고 안정적으로 가압 밀착하여 고정할 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 가압 고정 블록(55)는 단순히 평평한 형상으로 이루어진 것이 아니라, 상기 박스(1)의 일측 상단을 가압하여 밀착 지지하는 상단 가압부(56)와 상기 박스(1)의 일측 상단에 인접한 내측면에 접촉되어 박스를 측 방향으로 밀착 지지하기 위한 내측면 지지부(57)를 포함하여 구성된다.

이와 같이, 상기 가압 고정 블록(55)이 상기 박스의 일측 상측부를 가압 고정하는 과정에서 상기 상단 가압부(56)에 의하여 상기 박스의 상단이 하측 방향으로 가압 밀착되고, 이와 동시에 상기 내측면 지지부(57)에 의하여 상기 박스의 상측부 내측면이 측 방향으로 지지되기 때문에, 상기 박스(1)가 올려지는 과정에서 좀 더 안정적으로 홀딩될 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 디플렛타이징 로봇의 핸드에 의하면, 박스의 외측에서 홀딩하여 디팔렛타이징하되, 박스를 들어올리는 시점에서 인접하는 박스가 존재하지 않는 박스의 일측만을 홀딩할 수 있도록 구성하기 때문에, 박스 내 제품의 손상을 방지할 수 있고, 인접하는 박스들을 건드리지 않고 안정적으로 디팔렛타이징이 수행될 수 있도록 하는 효과가 발생한다.

한편, 상술한 본 발명의 구성을 통해서도 상기 박스(1)는 홀딩될 수 있지만, 상기 박스(1)의 일측만이 홀딩되기 때문에 다소 안정감이 떨어질 수 있다. 즉, 상기 박스(1)는 홀딩되어 이송되는 과정에서 좀 더 안정적으로 고정될 필요성이 있다. 이를 위하여 본 발명에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)는 박스(1)의 타측을 밀착 지지할 수 있는 타측 측면 지지 클램프(40)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 타측 측면 지지 클램프(40)는 상기 베이스 프레임(10)의 타측에 연결되되, 상기 가압 고정 수단(50)에 의하여 상기 박스(1)의 일측 상측부가 가압 고정된 상태에서 상기 박스(1)의 타측을 밀착 지지하는 동작을 수행한다. 즉, 상기 타측 측면 지지 클램프(40)는 상기 박스(1)의 타측을 밀착 지지하는 동작을 수행하되, 반드시 상기 일측 측면 지지 클램프(30)가 상기 박스(1)의 일측을 밀착 지지하여 상기 삽입 돌기(31)가 상기 삽입 홀(3)에 삽입되고 상기 가압 고정 수단(50)에 의하여 박스(1)의 일측 상측부가 하측 방향으로 가압 밀착되어 고정된 상태에서 상기 박스(1)의 타측면을 밀착 지지하는 동작을 수행한다.

상기 타측 측면 지지 클램프(40)는 상기 박스(1)를 홀딩하는 과정에서 홀딩하고자 하는 박스에 인접하는 박스 상측에 위치한다. 따라서, 상기 박스(1)를 홀딩하는 과정에서 상기 인접하는 박스에 간섭을 받지 않아야 한다. 이를 위하여, 상기 타측 측면 지지 클램프(40)는 반드시 상기 박스(1)가 최초 들어올려지는 시점에서는 동작하지 않고, 반드시 상기 가압 고정 수단(50)에 의하여 상기 박스(1)의 일측 상측부가 하측 방향으로 가압 고정된 상태에서 상기 박스가 상측으로 올려진 후 상기 박스(1)의 타측면을 밀착 지지하도록 동작된다.

상기 타측 측면 지지 클램프(40)는 상기 베이스 프레임(10)의 타측에 고정 장착될 수도 있지만, 이 경우 상기 일측 측면 지지 클램프(30)에 의하여 상기 박스(1)의 일측면이 밀착 지지되는 과정에서 인접하는 박스를 건드릴 수도 있고, 상기 일측 측면 지지 클램프(30)에 의한 박스 일측면의 밀착 지지 동작이 원활하지 않는다. 따라서, 상기 타측 측면 지지 클램프(40)는 평소에는 외측으로 벌려진 상태를 유지하다가 상기 박스가 일정 높이로 올려진 상태에서 상기 박스의 측면을 밀착 지지하는 동작을 수행할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이를 위하여 본 발명은 상기 타측 측면 지지 클램프(40)가 타측 지지 가능 상태 또는 타측 지지 해제 상태로 전환될 수 있도록 구동하는 타측 클램프 구동 수단(70)을 더 포함하여 구성된다. 상기 타측 클램프 구동 수단(70)은 제1 실린더(71), 제1 구동 로드(73), 제1 링크(75) 및 제1 회동 바(77)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 실린더(71)는 상기 베이스 프레임(10)의 소정 부분에 고정 장착되어 전후진 동력을 발생시킨다. 상기 제1 실린더(71)의 전후진 동력은 상기 제1 구동 로드(73)가 전진 또는 후진할 수 있도록 한다. 즉, 상기 제1 구동 로드(73)는 상기 제1 실린더(71)의 전후진 동력에 따라 전진 또는 후진하는 동작을 수행한다. 도 5 내지 도 11에서 상기 제1 구동 로드(73)는 전후진 상태를 모두 표현하고 있다. 즉, 전진 상태는 빨간색으로 표시하고 있고, 후진 상태는 하늘색으로 표시하고 있다.

상기 제1 구동 로드(73)의 단부에는 상기 제1 링크(75)의 일단이 회동 가능하게 결합된다. 상기 제1 링크(75)의 타단은 상기 제1 회동 바(57)에 고정 결합된다. 즉, 상기 제1 링크(75)는 일단이 상기 제1 구동 로드(73)에 회동 가능하게 결합되고 타단이 상기 제1 회동 바(57)에 고정 결합된다. 상기 제1 링크(75)는 상기 제1 구동 로드(73)의 전후진 동작에 따라 역시 회동되어 전진 상태 또는 후진 상태를 유지한다. 도 5 내지 도 11에서 상기 제1 링크(75)는 전진 상태 또는 후진 상태를 모두 표현하고 있다. 즉, 전진 상태는 검정색으로 표시하고 있고, 후진 상태는 하늘색으로 표시하고 있다.

상기 제1 회동 바(57)는 상기 타측 측면 지지 클램프(40)을 따라 수평 방향으로 길게 형성되되, 양단이 회동 가능하게 장착 결합된다. 즉, 상기 베이스 프레임(10)에 안정적으로 연결 고정되되, 수평 방향으로 이격 배치되는 체결 블록이 구비되고, 상기 제1 회동 바(57)의 양 단이 각각 대응하는 상기 체결 블록에 체결된다. 상기 체결 블록에는 베어링 등이 장착되어 상기 제1 회동 바(57)가 원활하게 회동될 수 있도록 한다.

한편, 상기 제1 회동 바(57)에는 상술한 타측 측면 지지 클램프(40)가 고정 연결된다. 상기 타측 측면 지지 클램프(40)는 상기 제1 회동 바(57)에 고정 연결된 상태로 하측으로 길게 연장되어 상기 박스(1)의 타측면을 지지할 수 있도록 배치된다. 상기 타측 측면 지지 클램프(40)는 상기 타측 클램프 구동 수단(70)의 구동에 따라 타측 지지 가능 상태와 타측 지지 해제 상태로 전환될 수 있도록 하는 형태를 가진다.

상기 타측 클램프 구동 수단(70)이 상기 타측 측면 지지 클램프(40)를 타측 지지 가능 상태로 구동하기 위해서, 상기 제1 실린더(71)의 구동에 따라 상기 제1 구동 로드(73)가 전진한다. 그러면, 상기 제1 링크(75)는 일단이 회동되면서 전진하게 되고, 결과적으로 상기 제1 링크(75)의 타단에 고정 연결되는 상기 제1 회동 바(77)가 특정 방향으로 회동된다. 결과적으로, 상기 제1 회동 바(77)에 고정 연결된 상기 타측 측면 지지 클램프(40)는 회동 구동되어 타측 지지 가능 상태로 전환된다.

반대로, 상기 타측 클램프 구동 수단(70)이 상기 타측 측면 지지 클램프(40)를 타측 지지 해제 상태로 구동하기 위해서, 상기 제1 실린더(71)의 구동에 따라 상기 제1 구동 로드(73)가 후진한다. 그러면, 상기 제1 링크(75)는 일단이 회동되면서 후진하게 되고, 결과적으로 상기 제1 링크(75)의 타단에 고정 연결되는 상기 제1 회동 바(77)가 상기 특정 방향과 반대 방향으로 회동된다. 결과적으로, 상기 제1 회동 바(77)에 고정 연결된 상기 타측 측면 지지 클램프(40)는 회동 구동되어 타측 지지 해제 상태로 전환된다.

상술한 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)를 통한 박스의 디팔렛타이징 과정을 첨부된 도 6 내지 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 팔렛트(70) 상에 가로 및 세로 방향으로 적재된 상태의 박스를 디팔렛타이징하기 위하여, 먼저 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)는 디팔렛타이징 로봇(500)의 동작에 따라 상기 박스(1)의 일측이 밀착 지지될 수 있도록 구동된다.

즉, 상기 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)는 상기 일측 측면 지지 클램프(30)가 상기 박스(1)의 일측을 밀착 지지하고, 이 과정에서 상기 삽입 돌기(31)가 상기 박스(1)의 삽입 홀(3)에 삽입될 수 있도록 구동된다.

이후, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 박스(1)의 일측을 가압 고정하기 위하여 상기 가압 고정 수단(50)을 구동하여 상기 박스(1)의 일측 상측부가 하측 방향으로 가압 고정될 수 있도록 한다. 이 상태에서 상기 박스(1)는 홀딩되어 들어 올려질 수 있다.

이후, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)는 상기 박스(1)를 상측 방향으로 들어 올린다. 그런 다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 타측 클램프 구동 수단(70)을 구동하여 상기 타측 측면 지지 클램프(40)가 상기 박스(1)의 타측을 밀착 지지할 수 있는 상태(타측 지지 가능 상태)가 되도록 구동한다. 이 상태에서 상기 박스(1)는 더 안정적인 상태를 유지할 수 있기 때문에, 도 10에 도시된 바와 같이, 안정적으로 이송되어 콘베이어 라인 상에 안착될 수 있다.

이후, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)는 상기 타측 클램프 구동 수단(70)을 구동하여 상기 타측 측면 지지 클램프(40)가 타측 지지 해제 상태가 되도록 구동한다. 그리고, 상기 가압 고정 수단(50)도 구동하여 상기 박스(1)의 일측 상측부를 가압 고정하는 것을 해제할 수 있도록 구동한다. 그런 후 상기 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)는 상기 일측 측면 지지 클램프(30)가 상기 박스의 일측을 지지하는 것을 해제하고 상기 삽입 돌기(31)가 상기 삽입 홀(3)로부터 빠질 수 있도록 측 방향으로 이동된 후 다시 다른 박스를 디팔렛타이징하기 위하여 이동한다.

이상에서 설명한 과정을 반복 수행하여 상기 팔렛트(7) 상에 적재되어 있는 모든 박스를 디팔렛타이징할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)는 상기 박스(1)를 디팔렛타이징하는 동작을 수행함과 동시에, 박스가 모두 디팔렛타이징된 후 남게 되는 팔렛트(7)를 이동시켜 수거하는 동작을 수행한다.

이를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 디플렛타이징 로봇의 핸드(100)는 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 박스(1)를 모두 디팔렛타이징한 후 남은 팔렛트(7)를 이동시켜 수거할 수 있도록 하는 팔렛트 수거 수단(90)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 팔렛트 수거 수단(90)은 상기 팔렛트(7)를 양측에서 걸어서 이송해야 하기 때문에 역시 상기 베이스 프레임(10)의 일측과 타측에 하나씩 구비되어 한 쌍으로 구성된다. 한 쌍의 팔렛트 수거 수단(90)은 동일한 구성으로 이루어진다.

상기 팔렛트 수거 수단(90)은 제3 실린더(91), 제3 구동 로드(93), 제3 링크(95), 제3 회동 바(97) 및 걸림 바(98)을 포함하여 구성된다. 이와 같은 팔렛트 수거 수단(90)은 박스의 디팔렛타이징 동작에 간섭이 없도록 구성 배치되는 것은 당연하다.

상기 제3 실린더(91)는 상기 베이스 프레임(10)에 고정 장착되어 전후진 동력을 발생시킨다. 상기 제3 실린더(91)의 전후진 동력은 상기 제3 구동 로드(93)가 전진 또는 후진할 수 있도록 한다. 즉, 상기 제3 구동 로드(93)는 상기 제3 실린더(91)의 전후진 동력에 따라 전진 또는 후진하는 동작을 수행한다. 도 12 내지 도 14에서 상기 제3 구동 로드(93)는 전후진 상태를 모두 표현하고 있다. 즉, 전진 상태는 하늘색으로 표시하고 있고, 후진 상태는 파란색으로 표시하고 있다.

상기 제3 구동 로드(93)의 단부에는 상기 제3 링크(95)의 일단이 회동 가능하게 결합된다. 상기 제3 링크(95)의 타단은 상기 제3 회동 바(97)에 고정 결합된다. 즉, 상기 제3 링크(95)는 일단이 상기 제3 구동 로드(93)에 회동 가능하게 결합되고 타단이 상기 제3 회동 바(97)에 고정 결합된다.

상기 제3 링크(95)는 상기 제3 구동 로드(93)의 전후진 동작에 따라 역시 회동되어 전진 상태 또는 후진 상태를 유지한다. 도 12 내지 도 14에서 상기 제3 링크(95)는 전진 상태 또는 후진 상태를 모두 표현하고 있다. 즉, 전진 상태는 하늘색으로 표시하고 있고, 후진 상태는 노란색으로 표시하고 있다.

상기 제3 회동 바(97)는 상기 일측 측면 지지 클램프(30) 및 타측 측면 지지 클램프(40)에 직교하는 방향으로 길게 형성되되, 양단이 회동 가능하게 장착 결합된다. 즉, 상기 베이스 프레임(10)에 안정적으로 연결 고정되되, 수평 방향으로 이격 배치되는 체결 블록이 구비되고, 상기 제3 회동 바(97)의 양 단이 각각 대응하는 상기 체결 블록에 체결된다. 상기 체결 블록에는 베어링 등이 장착되어 상기 제3 회동 바(97)가 원활하게 회동될 수 있도록 한다.

한편, 상기 제3 회동 바(97)의 양측에는 각각 걸림 바(98)가 고정 연결된다. 상기 한 쌍의 걸림 바(98)는 상기 제3 회동 바(97)에 고정 연결된 상태로 측방향으로 배치되거나 또는 하방향으로 배치될 수 있다. 상기 걸림 바(98)는 상기 제3 실린더(91)의 구동에 따라 도 12에 도시된 바와 같이 걸림 해제 상태(도 12에서 (1)로 표시된 상태), 걸림 준비 상태(도 12에서 (2)로 표시된 상태) 및 걸림 가능 상태(도 12에서 (3)으로 표시된 상태)로 전환될 수 있도록 하는 형태를 가진다.

상기 걸림 바(98)의 말단에는 상기 걸림 가능 상태에서 상기 팔렛트(7)에 형성된 걸림 홀(9)에 삽입 배치될 수 있는 걸림 돌기(97)가 구비되어 있다. 따라서, 상기 걸림 가능 상태에서 상기 걸림 돌기(97)가 상기 팔렛트(7)의 걸림 홀(9)에 삽입된 상태를 유지할 수 있기 때문에, 상기 본 발명에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)가 상승하면 상기 팔렛트(7)는 들어올려져서 이송될 수 있다.

상기 걸림 바(98)는 박스를 디팔렛타이징하는 과저에서는 걸림 해제 상태를 유지한다. 이 때, 상기 제3 구동 로드(93), 제3 링크(95)는 모두 전진 상태에 있다. 이후, 상기 박스에 대한 디팔렛타이징 과정이 완료되면, 상기 팔렛트(7)를 이송하여 수거하기 위하여, 상기 팔렛트 수거 수단(90)은 구동된다.

먼저, 걸림 준비 상태로 구동하기 위해서, 상기 제3 실린더(91)의 구동에 따라 상기 제3 구동 로드(93)가 후진한다. 그러면, 상기 제3 링크(95)는 일단이 회동되면서 후진하게 되고, 결과적으로 상기 제3 링크(95)의 타단에 고정 연결되는 상기 제3 회동 바(97)가 특정 방향으로 회동된다. 결과적으로, 상기 제3 회동 바(97)에 고정 연결된 상기 걸림 바(98)는 구동되어 걸림 준비 상태로 전환된다. 이 상태에서 상기 본 발명에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)는 상기 한 쌍의 걸림 바(98) 사이에 상기 팔렛트(7)가 위치할 수 있도록 이동한다.

그런 다음, 상기 걸림 바(98)를 걸림 가능 상태로 구동하기 위해서, 상기 제3 실린더(91)의 구동에 따라 상기 제3 구동 로드(93)가 전진한다. 그러면, 상기 제3 링크(95)는 일단이 회동되면서 전진하게 되고, 결과적으로 상기 제3 링크(95)의 타단에 고정 연결되는 상기 제3 회동 바(97)가 상기 특정 방향과 반대 방향으로 회동된다. 결과적으로, 상기 제3 회동 바(97)에 고정 연결된 상기 걸림 바(98)는 구동되어 걸림 가능 상태로 전환된다. 이때, 상기 걸림 바(98)의 말단에 형성된 걸림 돌기(99)는 상기 팔렛트(7)의 걸림 홀(9)에 삽입된 상태가 된다. 따라서, 이 상태에서 본 발명의 실시예에 따른 디팔렛타이징 로봇의 핸드(100)를 상승시키면 상기 팔렛트(7)는 들어올려져서 이송될 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

1 : 박스 3 : 삽입 홀
7 : 팔렛트 9 : 걸림 홀
10 : 베이스 프레임 11 : 연결 블록
30 : 일측 측면 지지 클램프 31 : 삽입 돌기
40 : 타측 측면 지지 클램프 50 : 가압 고정 수단
51 : 제2 실린더 53 : 제2 구동 로드
55 : 가압 고정 블록 56 : 상단 가압부
57 : 내측면 지지부 70 : 타측 클램프 구동 수단
71 : 제1 실린더 73 : 제1 구동 로드
75 : 제1 링크 77 : 제1 회동 바
90 : 팔렛트 수거 수단 91 : 제3 실린더
93 : 제3 구동 로드 95 : 제3 링크
97 : 제3 회동 바 98 : 걸림 바
99 : 걸림 돌기 100 : 디팔렛타이징 로봇의 핸드
300 : 디팔렛타이징 로봇의 암 500 : 디팔렛타이징 로봇

Claims

디팔렛타이징 로봇의 핸드에 있어서,
디팔렛타이징 로봇의 암에 연결되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 일측에 연결되어 박스의 일측을 밀착 지지하는 일측 측면 지지 클램프; 상기 일측 측면 지지 클램프로부터 돌출 형성되되, 상기 일측 측면 지지 클램프가 상기 박스의 일측을 밀착 지지할 때 상기 박스에 형성되는 삽입 홀에 삽입되는 삽입 돌기; 상기 베이스 프레임에 결합되되, 상기 삽입 돌기가 상기 박스의 삽입 홀에 삽입된 상태에서 상기 삽입 홀이 형성된 상기 박스의 일측 상측부를 하측 방향으로 가압 고정하는 가압 고정 수단을 포함하여 구성되되,
상기 박스를 모두 디팔렛타이징한 후 남은 팔렛트를 이동시켜 수거할 수 있도록 하는 팔렛트 수거 수단을 더 포함하여 구성되고,
상기 팔렛트 수거 수단은 한 쌍으로 구성되되, 각각은,
상기 베이스 프레임에 고정 장착되어 전후진 동력을 발생시키는 제3 실린더와, 상기 제3 실린더의 전후진 동력에 따라 전진 또는 후진하는 동작을 수행하는 제3 구동 로드와, 일단이 상기 제3 구동 로드에 회동 가능하게 결합되고 타단이 제3 회동 바에 고정 결합되는 제3 링크와, 상기 일측 측면 지지 클램프에 직교하는 방향으로 길게 형성되되, 양단이 회동 가능하게 장착 결합되는 제3 회동 바와, 상기 제3 회동 바의 양측에 각각 고정 연결되는 걸림 바와, 상기 팔렛트에 형성된 걸림 홀에 삽입 배치될 수 있도록 상기 걸림 바의 말단에 구비되는 걸림 돌기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디팔렛타이징 로봇의 핸드.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스 프레임의 타측에 연결되되, 상기 가압 고정 수단에 의하여 상기 박스의 일측 상측부가 가압 고정된 상태에서 상기 박스의 타측을 밀착 지지하는 타측 측면 지지 클램프를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디팔렛타이징 로봇의 핸드.
삭제